变压吸附技术的发展及其用于焦炉气制氢

本文简述了变压吸附技术的发展,介绍了以煤制炭分子筛为吸附剂,用该技术分离空气制取富氮的原理及工艺过程,并与传统的深冷法制氮工艺进行了比较;同时,还介绍了用变压吸附技术从焦炉煤气中回收而纯氢气的新方法。     

浅谈变压恒温吸附法回收精馏尾气的应用

河南汇源化工集团氯碱有限公司经过多方面考察,总结多个使用厂家的实践经验,确定采用变压恒温吸附法回收精馏尾气中VCM的工艺,使排放尾气中的VCM及C2H2含量低于国家排放标准,使VCM和C2H2的回收率大于99.9%,并且实际运用到5万t/a PVC装置。1工艺1.1原理变压恒温吸附法回收工艺采用变压吸附技术(PressureSwing Adsorption,简称PSA)。变压吸附技术是以吸附剂(多孔固体物质)内部表面对气体分子的物理吸附为基础,利用吸附剂在相同压力下易吸附高沸点组分、不易吸附低沸点组分和高压下吸附量增加(吸附组分)、减压下吸附量减小(解吸组分)…     

变压吸附法分离H_2－CO_2气体混合物

采用变压吸附法进行Ｈ２－ＣＯ２气体混合物的分离研究。通过对不同吸附剂的吸附性能比较试验，选取１３ｘ分子筛为本研究体系的吸附剂。在３塔变压吸附装置上进行了变压吸附过程试验；对不同的原料气组成，在不同的吸附压力、原料气量、再生压力、再生气量以及再生时间条件下，分别测定了变压吸附的动态吸附能参数；考察了这些参数对吸附分离过程的影响；得到了一些较为实用的工艺参数。用线性推动力模型对变压吸附的全过程进行了模拟，采用正交配置法对模型求数值解，较好地预测了实验结果。     

我国变压吸附制氧吸附剂及工艺研究进展

新型吸附剂和变压吸附工艺开发是提高变压吸附装置性能的主要途径。本文综述了我国变压吸附制氧吸附剂改性及变压吸附制氧工艺研究进展,并指出目前存在问题:LiLSX型及Li⁺和其他离子的混合型吸附剂具有良好氧氮分离性能,但仍存在离子交换利用率低、成本高等问题;其他离子改性的吸附剂制备过程相对简单,但也有分离系数低或成本高等缺点;基于循环步骤改进的变压吸附制氧工艺优化研究大多以实验室规模制氧装置为主,未深入研究优化工艺的过程性能,难以有效地指导工业级制氧装置工艺优化;快速和双回流变压吸附制氧新工艺具有广阔发展前景,但相关研究欠深入;而多级和耦合变压吸附制氧工艺具有广阔应用前景,但存在流程复杂、能耗较高等缺点。指出未来制氧吸附剂和制氧工艺研究应进一步研究固相离子交换方法,提高LSX吸附剂Li⁺交换利用率,降低成本;开展优化工艺的过程性能研究,指导工业级制氧装置优化;加强快速变压吸附和双回流变压吸附制氧工艺研究,推动工程化应用。     

变压吸附CO_2回收脱硫脱碳闪蒸气中的H_2

文章介绍了变压吸附二氧化碳技术的基本原理、工艺流程、吸附剂种类、研究进展以及该技术从合成气脱硫脱碳闪蒸气中回收氢气的应用。合成气脱硫脱碳闪蒸气主要成分为18%H_2,71%CO_2,8%N_2和1%CO,经变压吸附处理后,H_2的回收率超过93%。文章还分析讨论了该工艺仍然存在的问题,并提出了进一步提高成本效益的建议,为变压吸附技术的进一步应用提供参考。     

变压吸附分离二氧化碳技术的研究进展及其在炼厂气分离上的应用

在充分调研国内外关于变压吸附分离CO_2技术资料的基础上,对变压吸附工艺、吸附剂等的发展现状进行了概述,并比较了各种方法、材料的优缺点,并对国内变压吸附技术做了简单的介绍。分析了变压吸附技术在炼厂气回收上的应用前景,并对炼厂应用,大规模建设时可能遇到的问题做了简要分析。     

变压吸附法提纯煤层气中甲烷研究进展

低浓度煤层气直接排放既造成能源浪费,又带来严重的温室效应,变压吸附法提纯低浓度煤层气是解决煤层气排放的有效利用途径。总结了变压吸附技术对CH_4/N_2体系煤层气中CH4分离的研究进展,包括变压吸附分离机理和相应的变压吸附提纯工艺路线,分析了2种工艺的优缺点,讨论了多孔吸附材料,如活性炭、碳分子筛、沸石分子筛和金属有机骨架材料对CH_4/N_2吸附分离效果的研究进展和存在的问题。基于平衡效应分离的变压吸附技术,在CH_4/N_2体系分离实际应用中遇到瓶颈,原因在于现有吸附剂平衡分离系数太小,提浓幅度有限;其次,CH_4在平衡效应里作为强吸附组分被优先吸附,产品气必须通过抽真空的方式解吸获得,必须采取多级压缩和增加置换步骤,因而能耗相对较高。基于动力学效应的分离,可在塔顶直接获得富集的带压产品气;同时免去多级压缩的能量消耗,相对平衡效应分离具有显著优势,但需要在第一级加压,处理接近爆炸限浓度煤层气有一定安全隐患。活性炭吸附容量大,处理能力强,价格低廉,是一种典型的平衡分离型吸附剂,但分离系数较低,存在气体循环量大、效率低,提浓幅度窄等缺点,如何通过孔径调控和表面改性提高活性炭的平衡分离系数将是今后研究的重点。现有报道效果较好的动力学吸附剂主要以碳分子筛为主,但价格高昂,工业推广受限,选择合适的廉价原料、改变现有间歇式生产工艺、进一步开发高效、廉价的动力学/N2的重要方向。沸石分子筛会优先吸附CH_4,与动力学效应优先吸附N_2相反,降低了分子筛对CH_4/N_2的分离选择性。所以硅铝分子筛/钛硅分子筛多在分离高浓度CH4含量的天然气、油田气方面表现优异,针对低浓度煤层气CH_4的提纯应用较少,未见工业应用报道。金属有机骨架材料的出现提供了新的发展思路,但其在CH_4/N_2的吸附平衡和动力学研究以及变压吸附分离方面研究较少,还有待进一步深入研究,解决材料的稳定成型和放大仍是需要突破的技术瓶颈。未来变压吸附提纯工艺将是平衡效应和动力学效应的组合工艺,开发低压下变压吸附分离工艺将具有更好的经济性和安全性;低成本、大容量、高选择性吸附剂开发仍是未来吸附剂的重点发展方向;同时吸附剂寿命以及再生性能有待深入研究。     

变压吸附回收一氧化碳及乙烯技术

正一、项目简介变压吸附技术(简称PSA技术),具有设备简单、能量消耗低、过程全部实现自动控制等优点,已在气体和液体的分离中得到广泛的应用。以PSA工艺回收工业废气中C2H4为例,在一定压力下,利用C2H4在NJ型专用吸附剂上优先吸附特性,使其得到富集;吸附C2H4后的吸附剂床层,经减压抽真空     

的吸附与解吸研究进展

本文介绍了工业上CO₂的主要来源及应用,以及工业上分离、回收CO₂的常用方法。同时介绍了活性炭在变压吸附分离气体领域的应用,以及变压吸附过程中吸附剂再生的常用方法。详细综述了活性炭的孔结构、表面化学结构等因素对CO₂的吸附及解吸性能影响的研究进展。     

变压吸附分离技术的研究进展

简述了变压吸附技术在分离净化方面的应用，及其在分离提纯高沸点组分中的研究进展，寻求进一步拓展变压吸附技术的应用领域，开发新型工业装置的途径     

丙烯丙烷吸附分离材料研究进展

在丙烯的生产过程中,因丙烯/丙烷的分子大小及挥发性较为接近而难以高效分离,其精馏分离过程能耗较高。变压吸附(PSA)技术作为一种高效的气体分离技术,其核心是高效吸附剂的开发。该文综述了近年来国内外关于丙烯/丙烷分离吸附剂的研究进展。重点介绍了分子筛、碳分子筛以及金属-有机骨架材料(MOFs)在丙烯/丙烷分离上的应用。详细阐述了影响多孔材料丙烯/丙烷吸附分离比的关键因素,并对比了几种吸附分离材料的优缺点。研究发现,应根据实际应用场合、原料气体的组成、丙烯/丙烷相对含量以及吸附材料的实际使用条件等来选择合适的吸附剂。最后,对丙烯/丙烷吸附分离材料的开发及其在实际中的应用进行了展望。     

煤层气回收及CH4/N2分离PSA材料的研究进展

我国煤层气蕴藏丰富,在面临能源危机时代煤层气可作为天然气能源的有效补充。本文介绍了低浓煤层气回收即CH₄/N₂分离几种常见技术：低温技术、水合物技术、溶解技术、膜分离和变压吸附技术（PSA）的分离原理、技术开发和研究的现状,并分析了各项技术目前存在的问题。讨论了多孔材料,如活性炭、碳分子筛、沸石分子筛和新型金属有机骨架材料（MOFs）等对CH₄/N₂吸附分离效果的研究进展,由于MOFs材料的吸附性能随温度或压力的改变出现飞跃,预示了其在PSA领域广阔的应用前景。     

高原环境下制供氧技术研究进展

氧气不仅对人体代谢活动有重要作用,而且在工业生产、水产养殖、载人航天等方面应用广泛.在高原环境中大气压降低,氧气也变得稀薄,因此氧气的制备和供给就显得尤为重要.主要介绍了在高原环境下的四种制氧技术:深冷法、膜分离法、化学试剂法和变压吸附法,其中变压吸附制氧方法所需要的设备较少、工艺简单,能耗低,所得氧气浓度较高,因此更适合在高原应用.随着相关科技领域的发展,变压吸附制氧工艺和吸附剂性能的不断提高,未来变压吸附制氧工艺在高原地区会有更加广泛的应用前景.     

油气回收吸附剂研究现状

简单介绍了吸收法、冷凝法、膜分离法等油气回收技术,重点论述了吸附法油气回收技术的研究现状,对油气回收用活性炭吸附剂的研究开发进行了分析,综述了活性炭不同指标对油气吸附的影响。分析表明,开发高性能活性炭用于油气回收很有意义。     

炼厂气回收过程中分离技术的能效分析

针对炼厂气多目标回收工艺设计时缺乏理论指导的问题,本文系统阐述了分离过程能效比的概念,将气体分离过程中压力和温度变化导致系统与外界交换的能量统一用电功表示,得到了分离过程能耗与产品回收量间关系的定量表示方法;以某厂炼厂气回收过程为例,比较了不同分离技术和不同分离过程的能效比。当产品氢纯度要求不高（≥97%）时,采用变压吸附（PSA）工艺的能效比较高（0.86）,与膜分离工艺相比,提高了28%;当产品氢纯度要求较高（≥99.9%）时,采用膜分离-PSA工艺可以获得更高的能效比（0.54）,与PSA-膜分离工艺相比,能效比提高了40%。研究结果表明：分离过程的能效比可以用于评价不同分离技术或不同分离过程的能量效率,可用于指导不同分离技术的适用范围和多技术耦合工艺过程的设计,能够为炼厂气回收工艺设计提供一定的理论指导。     

Air Fractionation by Adsorption

Abstract

Pressure swing adsorption (PSA) processes for air separation differ by the modes and conditions of operation of the adsorption, the desorption, and the complementary steps, as well as by the types of adsorbents used. Three commercial PSA processes for air separation are reviewed and compared. The first process uses a zeolitic adsorbent and produces only an oxygen-enriched product gas. The second process uses a carbon molecular sieve and produces only a nitrogen-enriched product gas. The third process uses a zeolite and simultaneously produces both oxygen-and nitrogen-enriched product gases. The performance and separation efficiency of the last process, called the ‘vacuum swing adsorption (VSA) process’, are reported to be superior to the others.     

无机固体吸附剂在二氧化碳捕集应用中的研究进展

随着全球气候变暖,二氧化碳的捕集、利用和封存（CCUS）逐渐成为科学界和工业界的研究热点。CCUS的关键是选择性地从气体混合物中捕集二氧化碳。目前二氧化碳捕集技术包括化学吸收、膜分离、吸附和低温分离等。吸附法是利用吸附剂对不同气体的吸附能力差异来进行二氧化碳捕集。综述了分子筛、介孔二氧化硅、黏土及多孔碳等无机固体吸附剂在二氧化碳捕集应用中的研究进展。对比了不同改性方法对吸附剂吸附二氧化碳性能的影响。从应用角度来看,分子筛、介孔二氧化硅、黏土具有潜在的成本效益,但仍需在工程设计开发方面得以进一步发展,以适用于不同应用需求的二氧化碳捕集。     

干气中烷烃、烯烃新型分离吸附剂的研究进展

综述了二十年来烯烃烷烃新型分离吸附剂的研究进展,与传统的π络合吸附剂相比,优先吸附烯烃的吸附剂包括金属有机材料（MOF）、Engelhard Titanosilicate （ETS）、高硅分子筛和介孔分子筛,主要是利用氢键作用、孔径大小、分子扩散速率差异或π络合作用,将烷烃烯烃分离;而优先吸附烷烃的吸附剂包括AlMePO-α、ZIF-7和凹凸棒黏土,主要利用吸附剂上甲基与烷烃的相互作用。MOF对烯烃吸附量大,但选择性较差;高硅分子筛对烯烃的动力学分离效果良好;介孔分子筛经过渡金属改性后,对烯烃有优良的选择性;ETS类对烯烃有较高的吸附量和选择性,且稳定性强,有很好的应用前景。     

正构烷烃吸附分离技术进展

介绍了正构烷烃吸附分离吸附剂的研制进展；评述了为获得不同产品，以不同馏分油为原料的气相、液相正构烷烃吸附分离工艺的特点、技术水平、技术经济指标及其发展状况；预测了正构烷烃吸附分离技术的发展方向，并对后续正构烷烃吸附分离技术开发提出了建议。